C++内存管理变革(2):最袖珍的垃圾回收器
2010-10-15 09:07:47 来源:Web开发网自动析构过程
我们知道,C++以及其他面向对象语言为对象引入了构造、析构过程。这是一个了不起的发明。因为只有这样,才能够保证对象从一开始产生以来(刚new出来),到对象销毁这整个过程,它的数据都处于完备状态,是自洽的。
我们知道,C++以及其他面向对象语言为对象引入了构造、析构过程。这是一个了不起的发明。因为只有这样,才能够保证对象从一开始产生以来(刚new出来),到对象销毁这整个过程,它的数据都处于完备状态,是自洽的。
由于垃圾回收器负责对象的回收,它自然不止需要关注对象申请的内存的释放,同时也需要保证,在对象销毁之前它的析构过程被调用。上文我们为了关注内存管理过程,把自动析构过程需要的代码均去除了。为了支持自动析构,AutoFreeAlloc类增加了以下成员:
class AutoFreeAlloc
{
struct _DestroyNode
{
_DestroyNode* pPrev;
FnDestructor fnDestroy;
};
_DestroyNode* m_destroyChain;
};
如果一个类存在析构,则它需要在Alloc内存的同时指定析构函数。代码如下:
void* AutoFreeAlloc::Alloc(size_t cb, FnDestructor fn)
{
_DestroyNode* pNode = (_DestroyNode*)Alloc(sizeof(_DestroyNode) + cb);
pNode->fnDestroy = fn;
pNode->pPrev = m_destroyChain;
m_destroyChain = pNode;
return pNode + 1;
}
只要通过该Alloc函数申请的内存,我们在Clear中就可以调用相应的析构。当然,Clear函数需要补充自动析构相关的代码:
void AutoFreeAlloc::Clear()
{
while (m_destroyChain)
{
m_destroyChain->fnDestroy(m_destroyChain + 1);
m_destroyChain = m_destroyChain->pPrev;
}
// 以下是原先正常的内存释放过程…
}
时间性能分析
void* AutoFreeAlloc::Alloc(size_t cb);
OOP技术带来一个内存上的问题是,对象粒度越来越细了,对象基本上都是小对象。这就对内存管理的性能提出了很高的要求。
如果我们以对象大小平均为32字节计算的话,每2048/32 = 64操作中,只有一次操作满足m_end – m_begin < cb的条件。也就是说,在通常情况(63/64 = 98.4%的概率)下,Alloc操作只需要一个减法操作就完成内存分配。
我说这是世界上最快速的内存分配算法,也许你对此仍然抱有怀疑态度。但是可以肯定的一点是,要突破它的性能极限我觉得已经很难很难了。
void AutoFreeAlloc::Clear();
一般内存管理器通常一次内存分配操作就需调用相应的一次Free操作。但是AutoFreeAlloc不针对每一个Alloc进行释放,而是针对每一个_MemBlock。仍假设对象平均大小为32字节的话,也就是相当于把64次Alloc操作合并,为其提供一次相应的Free过程。
★ 结论:AutoFreeAlloc在时间上的性能,大约比普通的malloc/free的快64倍。
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